JP2007515775A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
底部電極(11)及び又はキャパシタ誘電体上に導電性平滑化層(16、19)を形成することにより、幾何学的に高くされた電場を低下させると共に、電極を平滑化することで、形成されるMIMキャパシタの信頼性を向上させることができる。一実施形態において、難溶性窒化物で形成された第1のキャッピング層(14)上には、難溶性金属又は難溶性金属リッチ窒化物を含む第1の層(16)が形成される。更に、キャパシタ誘電体上には、難溶性金属(18)又は難溶性金属リッチ窒化物を含む第2の層(19)が形成される。導電性平滑化層(16、19)は、例えば、ゲート電極とゲート誘電体との間のトランジスタ等の他の半導体装置にも使用される。 Forming by smoothing the electrode while reducing the geometrically increased electric field by forming a conductive smoothing layer (16, 19) on the bottom electrode (11) and / or capacitor dielectric The reliability of the MIM capacitor to be improved can be improved. In one embodiment, a first layer (16) comprising a hardly soluble metal or a hardly soluble metal rich nitride is formed on the first capping layer (14) made of the hardly soluble nitride. Furthermore, a second layer (19) containing a hardly soluble metal (18) or a hardly soluble metal rich nitride is formed on the capacitor dielectric. The conductive smoothing layer (16, 19) is also used in other semiconductor devices such as a transistor between the gate electrode and the gate dielectric.
Description
本発明は、半導体装置の分野に係り、詳しくは、半導体装置に使用される金属−絶縁体−金属(MIM)キャパシタに関する。 The present invention relates to the field of semiconductor devices, and more particularly to metal-insulator-metal (MIM) capacitors used in semiconductor devices.
半導体装置の小型化が進み、キャパシタ機構等の占有面積を小さくすることが望まれている。そうした要望に応えるため、バルク半導体基板の近傍にあるトランジスタと同じ高さではなく、トランジスタ上に(例えば金属と同じ高さで)キャパシタを形成することが行われている。その一例として、頂部電極と底部電極との間にMIM誘電体を設けた金属−絶縁体−金属(MIM)キャパシタがある。 As semiconductor devices become smaller, it is desired to reduce the area occupied by the capacitor mechanism and the like. In order to meet such a demand, a capacitor is formed on a transistor (for example, at the same height as a metal) instead of the same height as a transistor in the vicinity of a bulk semiconductor substrate. An example is a metal-insulator-metal (MIM) capacitor with an MIM dielectric between the top and bottom electrodes.
金属層は、アルミニウム、銅又はそれらの合金を用いて形成される。通常、キャッピング層又は反射防止膜(ARC)は、金属層上に形成されており、それらは、金属層上に形成されたMIMキャパシタ用の底部電極として用いられる。工業的には、そのようなARC材料の一例としてTiNがある。底部電極としてARCを用いることは加工を容易にする点で望ましいが、MIM誘電体と接するTiNの表面は粗化されている。TiNの粗い表面は、その形状から電場を高め、MIM誘電体の信頼性を低下させてしまう。そこで、特にMIMキャパシタの電極としてTiNを用いる場合、電場の均一性を制御することが必要とされる。 The metal layer is formed using aluminum, copper, or an alloy thereof. Usually, a capping layer or anti-reflective coating (ARC) is formed on the metal layer, which is used as the bottom electrode for the MIM capacitor formed on the metal layer. Industrially, TiN is an example of such an ARC material. Using ARC as the bottom electrode is desirable in terms of ease of processing, but the surface of TiN in contact with the MIM dielectric is roughened. The rough surface of TiN increases the electric field due to its shape and reduces the reliability of the MIM dielectric. Therefore, particularly when TiN is used as the electrode of the MIM capacitor, it is necessary to control the uniformity of the electric field.
本発明は、限定例ではなく、実例により説明されており、ここでは、同じ部材番号が同じ要素を示している。当業者にとって、図中の要素が簡潔さや明瞭さのために図示されており、実寸に従う必要のないことは明らかである。例えば、図中の幾つかの要素について、その寸法は、本発明の実施形態の理解を深めるため、他の要素に対して誇張されているかもしれない。 The present invention has been described by way of illustration and not limitation, wherein like parts numbers indicate like elements. It will be apparent to those skilled in the art that the elements in the figures are illustrated for simplicity and clarity and need not be drawn to scale. For example, for some elements in the figures, the dimensions may be exaggerated relative to other elements to better understand the embodiments of the present invention.
本発明者らによって、MIMキャパシタは下層から粗さの影響を受け易いことが確認された。通常、一実施形態において、TiN層である金属線及びキャッピング層は底部電極を形成する(それとは別に、金属線又はTiN層のみが底部電極を形成する)。従って、底部電極をより一層滑らかにすることが求められている。工程の複雑化を犠牲にして平滑化層を形成する代わりに、MIMキャパシタの直下から金属層が取り除かれるか、それとは別に平滑化層が用いられる。つまり、金属線に使用する材料と関係なく、平滑化層を用いることができる。 It has been confirmed by the present inventors that the MIM capacitor is easily affected by roughness from the lower layer. Typically, in one embodiment, the TiN layer metal line and capping layer form the bottom electrode (alternatively, only the metal line or TiN layer forms the bottom electrode). Therefore, there is a demand for a smoother bottom electrode. Instead of forming the smoothing layer at the expense of process complexity, the metal layer is removed directly under the MIM capacitor or a smoothing layer is used separately. That is, the smoothing layer can be used regardless of the material used for the metal wire.
本発明の一実施形態に従い底部電極及び又はキャパシタ誘電体上に、例えば、適切な平滑性を有する難溶性物質(金属)リッチ窒化物層(例えば、チタンリッチ窒化物(TiRN)層)や純金属層等の平滑化層を形成することにより、幾何学的に高くされた電場を低下させると共に電極を平滑化して、形成されるMIMキャパシタの信頼性を向上させることができる。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 In accordance with one embodiment of the present invention, for example, a poorly soluble material (metal) rich nitride layer (eg, a titanium rich nitride (TiRN) layer) or pure metal having suitable smoothness on the bottom electrode and / or capacitor dielectric. By forming a smoothing layer such as a layer, the geometrically increased electric field can be reduced and the electrode can be smoothed to improve the reliability of the formed MIM capacitor. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図9は、半導体装置5について、本発明のMIMキャパシタを形成する一連の製造工程を経る同装置の一部を示す。具体的に言うと、図1は、金属間誘電体層9及び半導体基板10上に形成された第1又は底部金属層、或いは配線層11を示す。好ましい実施形態において、半導体基板10は、シリコンからなるが、ガリウム砒素及びシリコン・オン・インシュレータ(SOI)等の他の半導体材料を用いてもよい。通常、基板10は、多数及び多様な能動半導体装置(MOS及び又はバイポーラ・トランジスタ等)を含む。しかしながら、本発明の理解を深める上で、これらの装置に関する理解は必ずしも必要でないため、それらを図示してはいない。金属間誘電体層9は、任意の誘電体材料からなり、あらゆる方法により形成される。例えば、それは、二酸化ケイ素であってもよい。
1 to 9 show a part of the
第1の導電層11は、物理蒸着(PVD)、化学蒸着(CVD)、原子層成膜(ALD)、電気メッキ、及びこれらの組み合わせを用いて半導体基板10上に形成される。好ましい実施形態において、第1の導電層11は、アルミニウム又は銅を含む。例えば、第1の導電層11は、銅又はアルミニウム銅合金からなる。一実施形態において、導電層11は、約600nmのアルミニウム銅合金からなる。別の実施形態において、第1の導電層11は主として銅からなる。更に、第1の導電層11は、実際には、複数の材料からも形成される。例えば、銅嵌め込み金属化法では、銅層よりも先に、タンタルや窒化タンタルからなる拡散バリアを形成する場合が多い。
The first conductive layer 11 is formed on the
図1の構造を形成するため、PVD、CVD、ALD、電気メッキ、及びそれらの組み合わせにより、第1の導電層11上に第1のキャッピング層又は反射防止膜(ARC)14を形成してもよい。好ましくは、第1のキャッピング層14は、チタン、タンタル、窒化物、窒化タンタル(TaN)、窒化チタン(TiN)などを含む。第1のキャッピング層14は、好ましくは、難溶性窒化物である。一実施形態において、第1のキャッピング層14は、約10nm(100Å)〜100nm(1000Å)以上か、具体的には、約20nm(200Å)〜80nm(800Å)のTiNからなり、好ましくは、約65nm(650Å)である。別の実施形態において、第1のキャッピング層14は有機物であってもよい。更に言えば、第1のキャッピング層14は選択可能なものである。この実施形態において、次に形成される第1の平滑化層16は、第1の導電層11を覆うように、かつ第1の導電層11と接触するように形成される。図示される実施形態において、第1のキャッピング層14は底部電極である。しかしながら、第1のキャッピング層14が存在しないか、或いは導電性を有していない場合、第1の導電層11又は別の導電層が底部電極となる。
In order to form the structure of FIG. 1, a first capping layer or antireflection film (ARC) 14 may be formed on the first conductive layer 11 by PVD, CVD, ALD, electroplating, and a combination thereof. Good. Preferably, the
図2に示すように、PVD、CVD、ALD、電気メッキ、及びそれらの組み合わせにより、第1のキャッピング層14上に第1又は底部平滑層16が形成される。一実施形態において、第1の導電性平滑化層16は、約5nm(50Å)〜50nm(500Å)であるか、具体的には、約10nm(100Å)〜30nm(300Å)の難溶性金属(チタン等)であるか、又は難溶性物質リッチ窒化物(チタンリッチ窒化物(TiRN))である(TiRNは1:1よりも大きいTi:Nの化学量論比を有する)。一実施形態において、第1の導電性平滑化層16は、約15nm(150Å)の厚さを有する。
As shown in FIG. 2, the first or
第1の導電性平滑化層16は、第1のキャッピング層や底部電極14よりも表面粗度が小さい導電性材料からなる。実験により、80nm(800Å)のTiNは、約4.9nm(49Å)の(表面)粗度を有し、第1のキャッピング層としての65nm(650Å)のTiN、及び第1の導電性平滑化層としての15nm(150Å)のTiRNは、約2.5nm(25Å)の(表面)粗度を有することが明らかにされている。従って、一実施形態において、第1のキャッピング層14はTiNからなり、第1の導電性平滑化層16はTiRNからなる。好ましくは、平滑化層は、微粒子層又はアモルファス層からなる。これは、金属線上に形成されたときの難溶性窒化物が微粒子層ほど滑らかでない柱状粒子となるという理由から、これら微粒子層又はアモルファス層が、第1のキャッピング層に使用される難溶性窒化物よりも平滑となることが多いためである。
The first
好ましい実施形態において、加工の複雑さが軽減されるという理由から、第1のキャッピング層14はPVDにより形成されるTiNであり、第1の導電性平滑化層16はTiRNである。TiRN層を形成するため、アルゴン(又は他の非反応性ガス)をPVDチャンバ中に流してプラズマを生成する。アルゴンイオンが被毒TiNターゲットに衝突する。被毒TiNターゲットはチタン(Ti)ターゲットであり、窒素(N)プラズマと反応してその表面にTiNを形成する。アルゴンイオンが被毒ターゲットに衝突すると、半導体装置上にTiNが蒸着される。ターゲットが窒素を使い果たすと、蒸着膜のチタン含有量が高くなり、チタンリッチ層が形成される。この方法によって、化学量論量のTiNからチタンへと蒸着膜の含有量が調節され、最終的な(表面)粗度が制御される。従って、第1の導電性平滑化層16は、TiRN(難溶性−窒化物)及び又はチタン(難溶性金属)であってもよい。更に、第1の導電性平滑化層16は、窒素を含まないチタン等の難溶性金属であってもよい。
In a preferred embodiment, the
CVD、PVD、ALD、又はこれらの組み合わせを用いて、第1の導電性平滑化層16上にキャパシタ誘電体層18が形成される。一実施形態において、キャパシタ誘電体層18は、好ましくは、酸化タンタル及び酸化ハフニウム等の高い直線性(例えば、正規化静電容量の変化量について通常は100ppm未満の電圧)を有する金属酸化物からなる。しかしながら、直線性がほとんど必須でない一般的な利用分野では、例えば、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム・ストロンチウム(BST)及びチタン酸ストロンチウム(STO)等の他の金属酸化物が好適な場合がある。又は、二酸化ケイ素等の高誘電率材料でない絶縁体を用いることもできる。本明細書で使用する場合、高誘電率材料とは、二酸化ケイ素よりも高い誘電率を有する材料である。キャパシタ誘電体層18は、高誘電率材料ではない誘電体層であってもよい。例えば、キャパシタ誘電体層18は、SixNyであるプラズマリッチ窒化物(PEN)であってもよい。一方、粗面化の影響がより大きくなり、表面平滑化の重要性が増すという理由から、平滑化層の存在は、静電容量密度を高くしてキャパシタ誘電体の寸法を設定する点でより有利なものとなる。
A capacitor
図3の構造を形成するため、キャパシタ誘電体層18上に第2又は頂部平滑化層19が形成される。第2の導電性平滑化層19は、第1の導電性平滑化層16の場合に使用される任意の方法で形成してもよく、第1の導電性平滑化層16に関して記載された任意の材料から形成してもよく、第1の導電性平滑化層16に関して記載されたものと同じ寸法で形成してもよい。一方、第1の導電性平滑化層16及び第2の導電性平滑化層19は、同じ方法で形成したり、同じ材料で形成したり、同じ寸法で形成する必要はない。但し、同じ製法及び又は材料を用いることで加工の複雑さは軽減される。更に、第2の導電性平滑化層19は、次に形成される第2の導電層よりも粗度を小さくすべきである。
A second or
図4に示すように、第2又は頂部導電層20は、好ましくはPVDを用いて第2の導電性平滑化層19上に形成されるが、CVD、ALD又はそれらの組み合わせなどを含む他の方法を用いて形成してもよい。頂部導電層20は、キャパシタの第2の(頂部)電極を形成するため、金属窒化物(例えば、窒化タンタル及び窒化チタン)、導電性酸化物(例えば、酸化ルテニウム及び酸化イリジウム)、金属(例えば、銅及びアルミニウム)、金属合金、これらの組み合わせ、及び類似物等の導電性材料により形成される。一実施形態において、頂部導電層20は、窒素とタンタル又はチタン(窒化チタン又は窒化タンタルの形態)とからなる。
As shown in FIG. 4, the second or top
図5について説明すると、第1のフォトレジスト層22は、次に頂部導電層20及び第2の導電性平滑化層19をエッチングするため、成膜されて、パターニングされる。従来のエッチング用化学薬品を用いて頂部導電層20及び第2の導電性平滑化層19をエッチングした後、図6に示すような頂部電極24(又は第2の電極24)が形成される。
Referring to FIG. 5, a first photoresist layer 22 is then deposited and patterned to etch the top
頂部電極24を形成する際、キャパシタ誘電体層18は、頂部導電層20及び第2の導電性平滑化層19を確実にエッチングするためにオーバーエッチングされる。このオーバーエッチングは、必要に応じて、キャパシタ誘電体層18をキャパシタ領域外又は該領域を越えて所望の厚さにまで小さくするように調整される。MIMキャパシタの一部でない領域ではキャパシタ誘電体層18が完全に除去されないため、金属酸化物の誘電率がMIMキャパシタ外の領域で静電容量を望ましくないほどに上昇させてしまう虞がある。そのエッチングによって、キャパシタ誘電体層18を完全に除去することが理想的である。しかしながら、図示した実施形態において、そのようにすると、キャパシタ誘電体層18、第1の導電性平滑化層16及び又は底部電極14の表面の境界部分に損傷を与える虞がある。
In forming the
頂部電極24をパターニングした後、半導体装置5上には、第1の導電層11、キャッピング層14、第1の導電性平滑化層16及びキャパシタ誘電体層18をエッチングするために別のフォトレジスト(不図示)が形成され、その結果、図6に示す構造体が得られる。
After patterning the
図7に示すように、層間誘電体(ILD)28が半導体基板10上に成膜される。ILDは、例えばテトラエトキシシラン(TEOS)を用いて形成されるフッ素化二酸化ケイ素等の任意の誘電体材料から形成してもよい。第2のフォトレジスト層27は、図8に示すビア開口部29を形成すべくILD層28をエッチングするため、成膜されて、パターニングされる。ビアエッチングの化学薬剤は、第2の導電層20に対して選択的である。従来のエッチング方法及び化学薬剤を用いることもできる。
As shown in FIG. 7, an interlayer dielectric (ILD) 28 is formed on the
ビア開口部29を形成した後、図9に示す導電性ビア30を形成するため、ビア開口部29内には導電性材料が形成される。頂部電極24と底部電極14とを接続するコンタクト形成するため、ビア開口部29内に導電材料が形成される。好ましい実施形態において、電気メッキにより銅を成膜し、これを化学機械研磨することにより、導電性ビア30が形成される。
After forming the via
こうして得られた図9に示すMIMキャパシタは、電極(頂部及び底部)とキャパシタ誘電体との間の表面粗さを小さくし、その結果、信頼性が高くなるといった利点を有している。さらに、界面がより平滑になると、MIMキャパシタの寸法を設定する際にその自由度が増す。それに加え、経時的絶縁破壊(TDDB)が増大する。 The MIM capacitor shown in FIG. 9 thus obtained has the advantage that the surface roughness between the electrodes (top and bottom) and the capacitor dielectric is reduced, resulting in higher reliability. Furthermore, the smoother interface increases the degree of freedom in setting the dimensions of the MIM capacitor. In addition, dielectric breakdown over time (TDDB) increases.
図示した実施形態において、MIMキャパシタは、頂部電極24の寸法が底部電極14よりも小さく設定されている。別の実施形態において、頂部電極24の寸法は、底部電極14よりも大きく設定されてもよい。この実施形態において、底部電極14用コンタクトは、底部電極上に形成されるのではなく、同底部電極14の直下に形成されるという理由から、底部電極14よりも先に形成される。各図に明瞭に示されていないが、関連する構造は、IC配線回路を構成する必須部分として常にチップ上に存在している。
In the illustrated embodiment, the MIM capacitor has a
以上、利益、他の利点及び問題解決法について具体的な実施形態を参照して説明してきた。しかしながら、それらの利益、利点及び問題解決法、並びに、利益、利点や解決法をもたらす要因となり、また、それらをより顕著にする要素は、全ての特許請求の範囲に必須な、必要な、又は本質的な特徴であるか、或いは要素であると解釈すべきではない。本明細書に使用される場合、「含む」、「包含」等の用語や、それらとは別の変形表現は、非排他的包含を網羅するため、列挙された構成要素を含む工程、方法、物品又は装置は、それらの構成要素のみを含むものではなく、明瞭に挙げられておらず、そのような工程、方法、物品又は装置に固有でない他の構成要素を含むことができる。 The foregoing has described benefits, other advantages, and solutions to problems with reference to specific embodiments. However, those benefits, advantages and problem-solving, as well as the factors that bring about benefits, benefits and solutions, and the elements that make them more prominent, are essential to all claims, are necessary, or It should not be interpreted as an essential feature or element. As used herein, terms such as “comprise”, “include”, and alternative variations thereof, include non-exclusive inclusions to include steps, methods, An article or device is not intended to include only those components, but may include other components not explicitly listed and not unique to such processes, methods, articles or devices.
以上の明細書において、本発明について具体的な実施形態を参照して説明してきた。しかしながら、当業者にとって、添付の特許請求の範囲に係る本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の修正及び変更が行えることは明らかである。例えば、MIMキャパシタは、デュアル・ダマシン集積を用いて形成される。更に、MIMキャパシタに関する平滑化層の使用を記載したが、信頼性を高めるため、誘電体と接触する粗い表面のいかなる箇所であっても平滑化層が用いられる。例えば、平滑化層は、図10に示すように、ゲート誘電体と接触し、かつトランジスタ51の一部を構成するように形成してもよい。半導体装置50は、半導体基板52を含む。半導体基板52内には、ソース領域54及びドレイン領域55が形成される。トランジスタは、ソース領域54、ドレイン領域55、ゲート誘電体56(例えば高誘電率材料等の任意の誘電体材料でもよい)、平滑化層58(好ましくは導電性であり、平滑化層に関して前述した任意の材料でもよい)及びゲート電極60(金属、ポリシリコン等でもよい)などを含む。この実施形態において、平滑化層は、導電層(即ち、ゲート電極60)及び誘電体層(例えば、ゲート誘電体56)と接触しており、その場合の平滑化層は、導電層よりも表面粗度が小さくされている。
In the foregoing specification, the invention has been described with reference to specific embodiments. However, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the scope of the present invention as set forth in the claims below. For example, MIM capacitors are formed using dual damascene integration. Furthermore, although the use of a smoothing layer for MIM capacitors has been described, the smoothing layer is used anywhere on the rough surface that contacts the dielectric to increase reliability. For example, the smoothing layer may be formed to contact the gate dielectric and form part of the
従って、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的なものとみなすべきであり、そのような全ての変更例は、いずれも本発明の範囲に含まれている。 The specification and drawings are, accordingly, to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense, and all such modifications are included within the scope of the invention.
Claims (20)
前記半導体基板上に形成された第1の電極と、
前記第1の電極上に形成され、前記第1の電極よりも小さい表面粗度を有する第1の導電性平滑化層と、
前記第1の導電性平滑化層上に形成された誘電体層と、
前記誘電体層上に形成された第2の電極と
を有する半導体装置。 A semiconductor substrate;
A first electrode formed on the semiconductor substrate;
A first conductive smoothing layer formed on the first electrode and having a smaller surface roughness than the first electrode;
A dielectric layer formed on the first conductive smoothing layer;
And a second electrode formed on the dielectric layer.
前記誘電体層と前記第2の電極との間に形成された第2の導電性平滑化層を更に有し、前記第2の導電性平滑化層は、前記第2の電極よりも小さい粗度を有する半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
And further comprising a second conductive smoothing layer formed between the dielectric layer and the second electrode, wherein the second conductive smoothing layer is smaller than the second electrode. A semiconductor device having a degree.
前記第2の導電性平滑化層は難溶性金属を含む半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2,
The second conductive smoothing layer is a semiconductor device containing a hardly soluble metal.
前記第1の電極は、金属からなる第1の層と難溶性窒化物からなる第2の層とを有し、前記第2の電極は、金属からなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The first electrode has a first layer made of metal and a second layer made of hardly soluble nitride, and the second electrode is a semiconductor device made of metal.
前記第1の電極及び前記第2の電極は難溶性窒化物からなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device in which the first electrode and the second electrode are made of hardly soluble nitride.
前記難溶性窒化物は、窒化チタン及び窒化タンタルよりなる群から選択された材料からなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 5.
The hardly soluble nitride is a semiconductor device made of a material selected from the group consisting of titanium nitride and tantalum nitride.
前記第1の導電性平滑化層はチタンリッチ窒化物からなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The first conductive smoothing layer is a semiconductor device made of titanium-rich nitride.
前記誘電体層は高誘電率材料からなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The dielectric layer is a semiconductor device made of a high dielectric constant material.
前記第1の電極、前記第1の導電性平滑化層、前記誘電体層及び前記第2の電極は、金属−絶縁体−金属(MIM)キャパシタの一部を構成する半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device in which the first electrode, the first conductive smoothing layer, the dielectric layer, and the second electrode form part of a metal-insulator-metal (MIM) capacitor.
前記第1の電極上にキャッピング層を更に有し、前記キャッピング層は難溶性窒化物からなり、前記第1の電極は金属からなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 9.
A semiconductor device further comprising a capping layer on the first electrode, wherein the capping layer is made of a hardly soluble nitride, and the first electrode is made of a metal.
前記導電層と接触するように形成され、前記導電層よりも小さい表面粗度を有する平滑化層と、
前記平滑化層と接触するように形成された誘電体層と
を有する半導体装置。 A conductive layer;
A smoothing layer formed in contact with the conductive layer and having a smaller surface roughness than the conductive layer;
And a dielectric layer formed so as to be in contact with the smoothing layer.
前記平滑化層はチタンリッチ窒化物からなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 11.
The smoothing layer is a semiconductor device made of titanium-rich nitride.
前記導電層は窒化チタンからなり、前記平滑化層はチタンからなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 12, wherein
A semiconductor device in which the conductive layer is made of titanium nitride and the smoothing layer is made of titanium.
前記導電層、前記平滑化層及び前記誘電体層は、トランジスタ及びキャパシタよりなる群から選択される装置の一部を構成する半導体装置。 The semiconductor device according to claim 11.
The conductive layer, the smoothing layer, and the dielectric layer constitute a part of a device selected from the group consisting of a transistor and a capacitor.
前記導電層は第1の層からなり、該第1の層は金属と難溶性窒化物からなる第2の層とを有する半導体装置。 The semiconductor device according to claim 11.
The conductive layer includes a first layer, and the first layer includes a second layer formed of a metal and a hardly soluble nitride.
前記誘電体層は高誘電体材料からなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 11.
The dielectric layer is a semiconductor device made of a high dielectric material.
前記半導体基板上に形成され、金属からなる第1の層とその第1の層上に第2の層とを備え、前記第2の層が難溶性窒化物からなる第1の電極と、
前記第1の電極上に形成され、チタンリッチ窒化物からなる前記第1の平滑化層と、
前記第1の平滑化層上に形成された誘電体層と、
前記誘電体層上に形成され、難溶性窒化物からなる第3の層とその第3の層上に第4の層とを備え、前記第4の層が金属からなる第2の電極と
を有する半導体装置。 A semiconductor substrate;
A first electrode formed on the semiconductor substrate, comprising a first layer made of metal and a second layer on the first layer, wherein the second layer is made of a hardly soluble nitride;
The first smoothing layer formed on the first electrode and made of titanium-rich nitride; and
A dielectric layer formed on the first smoothing layer;
A third layer formed on the dielectric layer and made of a hardly soluble nitride; and a fourth layer on the third layer; and the fourth layer made of a metal. A semiconductor device having the same.
前記難溶性窒化物は、窒化チタン及び窒化タンタルよりなる群から選択された材料からなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 17.
The hardly soluble nitride is a semiconductor device made of a material selected from the group consisting of titanium nitride and tantalum nitride.
前記難溶性金属はチタンからなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 17.
The poorly soluble metal is a semiconductor device made of titanium.
半導体基板を提供するステップと、
前記半導体基板上に第1の電極を形成するステップと、
前記第1の電極上に第1の導電性平滑化層を形成するステップであって、前記第1の平滑化層が前記第1の電極よりも低い表面粗度を有するステップと、
前記第1の平滑化層上に誘電体層を形成するステップと、
前記誘電体層上に第2の電極を形成するステップと
を有する方法。 In a method for manufacturing a semiconductor device,
Providing a semiconductor substrate;
Forming a first electrode on the semiconductor substrate;
Forming a first conductive smoothing layer on the first electrode, wherein the first smoothing layer has a lower surface roughness than the first electrode;
Forming a dielectric layer on the first smoothing layer;
Forming a second electrode on the dielectric layer.
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